[发明专利]一体式推流型完全厌氧氨氧化脱氮工艺

说明书

本发明公开了一种一体式推流型完全厌氧氨氧化脱氮工艺，采用推流型厌氧污泥床反应器，所述反应器底部设有底部进水口，侧壁上设有中部进水口，顶部设有出水口，所述中部进水口与底部进水口之间距离是所述出水口与底部进水口之间距离的1/2～3/4；包括以下步骤：接种厌氧氨氧化颗粒污泥于所述反应器中；调节含氮废水的pH至7～8，将含氮废水从底部进水口泵入所述反应器内；含氮废水中，亚硝氮与氨氮浓度比为1～1.1∶1；将有机碳源溶液从中部进水口泵入所述反应器内；体系中，有机碳源溶液的COD浓度与亚硝氮浓度比为0.5～0.7∶1；反应出水从所述出水口排出。本发明的脱氮工艺可在厌氧条件下以较低的碳源需求，实现总氮的深度去除。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种一体式推流型完全厌氧氨氧化脱氮工艺。

背景技术

近年来，水污染已经成为制约我国经济社会可持续发展的重要因素，严重影响了生态平衡和人类健康。废水氮素排放是水体富营养化的重要致因，对水生生物产生毒性。2015年发布的《水污染防治行动计划》中首次提出了深化污染物排放总量控制，将对水环境质量有突出影响的总氮纳入流域、区域污染物排放总量控制约束性指标体系。

在水体中，氨氮和亚硝氮的危害性主要表现为：1)作为营养物质，诱发“富营养化”，造成水体生态系统功能紊乱；2)作为能源，氨氮和亚硝氮可消耗溶解氧，使水体缺氧，严重时可造成水体变黑发臭；3)作为毒物，氨氮可影响血液中氧的结合，使水生动物致死；亚硝氮可转化为亚硝胺或亚硝酞胺，有“三致”(致癌、致畸、致突变)作用。

生物脱氮是水体氮素污染控制的主要手段。常用的生物脱氮技术所基于的理论基础是微生物全程硝化和反硝化、微生物短程硝化和反硝化、好氧反硝化、厌氧氨氧化等。

厌氧氨氧化是生物脱氮的升级技术，该反应是指在厌氧或缺氧条件下，厌氧氨氧化菌以亚硝态氮为电子受体，氨为电子供体，产生氮气并部分生产硝态氮的生物过程。与传统硝化-反硝化过程相比，该过程可降低曝气量、无需有机碳源、物N₂O排放，且污泥产率低(约降低90％)，具有工艺流程短、操作简单、运行成本低等优点，是近年来新兴起的一种生物脱氮技术。

然而，根据厌氧氨氧化过程的计量学方程式可知，厌氧氨氧化工艺总氮去除率理论最大值仅为89％，仍有11％的氮素污染物以硝态氮形式残留，脱氮不完全。在工程规模的测流厌氧氨氧化反应器中(进水总氮浓度500～1000mg·L^-1)，出水的硝氮可高达50～100mg·L^-1。因此，厌氧氨氧化工艺的出水水质难以达到更为严格的排放标准。

一些反硝化菌因缺失一个或多个基因而无法表现全程反硝化功能，可导致亚硝氮的积累，即硝酸盐型短程反硝化工艺。目前，常将厌氧氨氧化与短程反硝化耦合使用。

但是，目前的技术很难获得高效稳定的亚硝氮积累率，更无法实现两种工艺的高效耦合，即无法在一个反应器中培养出和厌氧氨氧化菌协作的短程反硝化菌，将厌氧氨氧化反应产生的硝态氮转化为亚硝氮，再次被厌氧氨氧化菌作为基质利用。

授权公告号为CN104692525B的中国专利公开了一种连续流一体式硝酸盐氮和氨氮同步去除的装置和方法，该方法采用上流式污泥床反应器，将其从下到上分成短程反硝化反应区、中间水区和厌氧氨氧化反应区，废水中硝酸盐氮和氨氮在短程反硝化区以进水中有机碳源为电子供体将硝酸盐氮转化为亚硝酸盐氮，经过中间水区后，亚硝酸盐氮和氨氮在厌氧氨氧化反应区得到去除，实现污水高效脱氮。该方法适用于处理含氨氮、硝氮的废水。但是废水中的氮素常以氨氮形态存在，部分氨氮首先要经过全程硝化转化为硝氮之后才能使用上述方法进行脱氮。

发明内容

本发明提供了一种一体式推流型完全厌氧氨氧化脱氮工艺，可以以最低的碳源需求和供氧需求实现单位总氮的深度去除。

具体技术方案如下：